Расчеты мгновенных схем для участков переменного тока

Расчеты мгновенных схем для участков переменного тока

Расчет мгновенных схем при электрической тяге на пере­менном токе значительно сложнее, чем при постоянном. В этом случае следует учитывать активную и реактивную мощности, потребляемые электроподвижным составом, активное и реактивное сопротивления тяговой сети. Расчетные величины можно определить графическим путем в результате построения векторных диаграмм аналогично рас­чету линий электропередачи.

Полный ток, потребляемый электровозом, содержит активную (проекция вектора тока на вектор напряжения, подведенного к электровозу) и реактивную (проекция вектора тока на линию, пер­пендикулярную вектору напряжения) составляющие. Чем больше потребляемая электровозом реактивная мощность, тем больше проекция вектора тока на линию, перпендикулярную вектору на­пряжения (и меньше его проекция на вектор напряжения). Следо­вательно, на векторной диаграмме угол сдвига фаз между вектора­ми тока и напряжения показывает расход активной мощности и расчеты мгновенных схем следует вести с учетом сдвига фаз меж­ду токами и напряжениями. Обычно в технических расчетах при­нимают для всех электровозов средний угол сдвига между током и напряжением 37°. Этот угол соответствует коэффициенту мощно­сти 0, 8 и отсчитывается он от напряжения источника питания.

Схема одностороннего питания

Вначале рассмотрим наиболее простую схему, когда на участке при одностороннем питании имеется одна нагрузка, расположенная на расстоянии l от подстанции (рис. а). Для построения векторной диаграммы (рис. б) отложим от точки О вектор напряжения U токоприемнике и вектор тока I, потребляемого поездом. Вектор тока отстает от вектора напряжения на угол φ . Отложим от точки а величину активного падения напряжения в тяговой сети (параллельно вектору I), которое равно I· l. · Х.

 

Отложим от точки б индуктивное падение напря­жения в тяговой сети (перпендикулярно вектору аб), которое равно П_х. Соединяя точки О я в, получаем вектор 1/_п напряжения на под­станции, который сдвинут по отношению к напряжению на токо­приемнике на угол 8, а по отношению к току / — на угол фь Вектор ав, равный геометрической сумме векторов аб и бв, представляет собой полное^падение напряжения в тяговой сети7/г.

Если на участке имеется несколько нагрузок, то активные и реактивные составляющие токов электровозов определяются относительно вектора напряжения на подстанции U.

 

С точки зрения работы электроподвижного состава важно знать потерю напряжения до токоприемника Ас/, которая равна арифме­тической разности между напряжениями 1/_п и с/_т (отрезок ад). Для упрощения расчетов обычно вместо Ас/ определяют продольное па­дение напряжения Ас/_Ь которое по величине практически мало от­личается от Ас/ (до 3—5%). Проектируя векторы аб и бв на линию Од, получаем

Дс/^ ДсУ_х = Л(г_асозф + дсз1Пф).

 

 

                                                                                                (67)

Рассмотрим более сложный случай, когда на участке питания име­ются две нагрузки (рис. 39). При построении векторной диаграммы вначале откладываем векторы Ц\ (напряжение на токоприемнике край­него поезда) и Л (ток, потребляемый этим поездом). Затем от точки а откладываем активное, а от точки б — индуктивное падения напря­жения в тяговой сети на участке /—2 и, соединяя точки о я в, полу­чаем вектор напряжения 1/_? в точке 2 (на токоприемнике второго по­езда). Геометрически суммируя токи 1\ и 1%, получаем ток / в тяговой сети на участке между точкой 2 и подстанцией. Откладывая от точки в активное, а от точки б' — индуктивное падения напряжения в тяговой сети, вызванные током /, и соединяя точки О и в', получаем вектор напряжения на подстанции 1/_а. Аналогичным путем может быть вы­полнен расчет, если на участке питания будут находиться три поезда и более.

Расчет мгновенных схем при электрической тяге на переменном токе может быть выполнен аналитически, аналогично приведенному рас­чету при электрической тяге на постоянном токе. В этом случае вво­дят ряд допущений, позволяющих значительно упростить формулы И одновременно обеспечить достаточную точность расчета. Обычно предполагают, что геометрическая сумма токов, потребляемых отдель­ными поездами, равна их алгебраической сумме. Это допущение позво­ляет определять токи нагрузки питающих линий так же, как и при Мектрической тяге на постоянном токе, т. е. для одностороннего пи­тания по формуле (55) и для двустороннего — по формулам (59). При выпрямительных электровозах погрешность в результате такого до-

10?

Пущёнйя не Превышает 1 %, результаты получаются Несколько завы­шенными.

При выводе расчетных формул для определения потери напряжения до токоприемника электровоза можно принять следующие допущения: потерю напряжения заменить продольной составляющей падения на­пряжения; не учитывать углы сдвига между векторами полного па­дения напряжения на отдельных участках тяговой сети и между соседними нагрузками; отсчет углов вести от вектора напряжения на токоприемнике до наиболее удаленного от подстанции электро­воза.

Величина погрешности при этих допущениях возрастает с увели­чением момента нагрузки // и соз ср электровоза. При практически воз­можных значениях момента нагрузки и соз ф = 0, 9 и ниже, что соответствует случаю использования электровозов однофазно-по­стоянного тока со статическими выпрямителями, погрешность не пре­вышает 2%.

В случае приложения нескольких нагрузок (рис. 40) при односто­роннем питании с учетом принятых допущений потеря напряжения до токоприемника поезда к может быть найдена как алгебраическая сумма потерь напряжения, вызываемых в точке расположения этого поезда токами, которые потребляют все поезда, находящиеся на участке питания. Потеря напряжения до токоприемника поезда к, вызываемая токами поездов, расположенных между подстанцией и поездом к, включая последний, если учесть уравнение (67),

1 = к

Потеря напряжения на токоприемнике поезда к, вызванная токами поездов, расположенных вправо от этого поезда,

 

Суммарная потеря напряжения до токоприемника поезда к

О ИЛИ

 

При одностороннем питании потеря напряжения имеет максималь­ное значение на токоприемнике электровоза, наиболее удаленного от тяговой подстанции, когда к — п, т. е.

Схема двустороннего питания нагрузок (рис. 96). В качестве исходных данных предполагаются известными токи поездов, их активные и реактивные составляющие, их расположе­ние на фидерной зоне, площадь сечения контактной подвески и тип рельсов.

Чтобы определить потерю напряжения до токоприемников поездов при двустороннем питании, вначале устанавливают токораспределение в тяговой сети и точку токораздела. При принятом допущении о замене геометрической суммы токов, потребляемых отдельными поездами, их алгебраической суммой эта задача решается так же, как при посто­янном токе. Затем в точке токораздела тяговую сеть разрезают и ве­личину потери напряжения до токоприемников поездов, находящихся на отдельных ее частях, определяют как для случая одностороннего питания по приведенным выше формулам.

При наличии нескольких поездов на участке питания потерю ак­тивной и реактивной мощности в тяговой сети определяют как сумму потерь соответствующих мощностей на участках сети между сосед­ними поездами и между подстанцией и ближайшим к ней поездом. Для каждого из таких участков потеря активной мощности

(70)

а потеря реактивной мощности

(71)

Х> 1 у *-у»

и

где 1_у — ток в тяговой сети данного участка;

длина участка.

⇐ Предыдущая10111213141516171819Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: